Điện trở: chỉ định trên sơ đồ, cách tăng phải làm gì nếu không phù hợp

Trong các mạch của thiết bị điện tử, một trong những yếu tố phổ biến nhất là điện trở, tên khác của anh là kháng chiến. Nó có một số đặc điểm, trong đó có sức mạnh. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ nói về điện trở, phải làm gì nếu bạn không có yếu tố sức mạnh phù hợp và tại sao chúng bị cháy.

Đặc điểm điện trở

1. Thông số chính của điện trở là điện trở danh định.

2. Tham số thứ hai mà nó được chọn là mức tiêu thụ năng lượng tối đa (hoặc cuối cùng).

3. Hệ số nhiệt độ của điện trở - mô tả mức độ thay đổi của điện trở khi nhiệt độ của nó thay đổi 1 độ C.

4. Độ lệch cho phép so với giá trị danh nghĩa. Thông thường, sự phân tán các tham số điện trở từ một tuyên bố trong khoảng 5-10%, nó phụ thuộc vào GOST hoặc thông số kỹ thuật được sản xuất, có các điện trở chính xác với độ lệch lên tới 1%, thường có giá cao hơn.

5. Điện áp hoạt động tối đa phụ thuộc vào thiết kế của phần tử. Trong các thiết bị điện gia dụng có điện áp cung cấp là 220, hầu như mọi điện trở đều có thể được sử dụng.

6. Đặc tính tiếng ồn.

7. Nhiệt độ môi trường tối đa. Đây là một nhiệt độ có thể như vậy khi đạt đến mức tiêu thụ năng lượng tối đa của chính điện trở. Chúng tôi sẽ nói về điều này chi tiết hơn sau.

8. Độ ẩm và khả năng chịu nhiệt.

Có hai đặc điểm nữa mà người mới bắt đầu thường không biết đến là:

1. Điện cảm giả.

2. Điện dung giả.

Cả hai tham số phụ thuộc vào loại và tính năng thiết kế của điện trở. Độ tự cảm có trong bất kỳ dây dẫn nào, câu hỏi nằm ở độ lớn của nó. Giá trị tiêu biểu của điện cảm và điện dung ký sinh là vô nghĩa. Các thành phần giả nên được xem xét khi thiết kế và sửa chữa các thiết bị tần số cao.

Ở tần số thấp (ví dụ, trong phạm vi âm thanh lên đến 20 kHz), chúng không tạo ra tác động đáng kể đến hoạt động của mạch. Trong các thiết bị tần số cao, với tần số hoạt động từ hàng trăm nghìn trở lên hertz, ngay cả vị trí của các rãnh trên bảng và hình dạng của chúng cũng tạo ra một tác động đáng kể.

Điện trở

Từ quá trình vật lý, nhiều người nhớ đến công thức cung cấp năng lượng cho điện, đó là:P = U * tôi

Theo sau nó tuyến tính phụ thuộc vào hiện tại và điện áp. Dòng điện qua điện trở phụ thuộc vào điện trở của nó và điện áp đặt vào nó, đó là:

Tôi = U / R

Việc giảm điện áp trên điện trở (mức điện áp còn lại trên các cực của nó từ điện áp đặt vào mạch được lắp đặt) cũng phụ thuộc vào dòng điện và điện trở:

Tôi = U / R

Bây giờ chúng tôi giải thích bằng những từ đơn giản sức mạnh của điện trở là gì và nơi nó được phân bổ.

Bất kỳ kim loại nào cũng có điện trở riêng, đây là một giá trị phụ thuộc vào cấu trúc của chính kim loại này. Khi các hạt mang điện (trong trường hợp của chúng ta là các electron), dưới tác động của dòng điện, chảy qua một dây dẫn, chúng va chạm với các hạt mà kim loại chứa.

Do những va chạm này, dòng chảy bị cản trở. Nếu rất khái quát, hóa ra cấu trúc kim loại càng dày thì dòng điện càng khó chảy (điện trở càng lớn).

Hình ảnh cho thấy một ví dụ về một mạng tinh thể, cho rõ ràng.

Những va chạm tạo ra nhiệt. Điều này có thể được tưởng tượng như thể bạn đang đi qua một đám đông (sức cản lớn), nơi họ đang đẩy bạn, hoặc nếu bạn đang đi dọc theo một hành lang trống rỗng, nơi bạn đổ mồ hôi nhiều hơn?

Điều tương tự cũng xảy ra với kim loại. Sức mạnh được giải phóng dưới dạng nhiệt. Trong một số trường hợp, điều này là xấu, bởi vì hiệu quả của thiết bị bị giảm.Trong các tình huống khác, đây là một tài sản hữu ích, ví dụ trong công việc của các yếu tố làm nóng. Trong đèn sợi đốt, do sức cản của nó, xoắn ốc nóng lên đến sáng rực.

Nhưng làm thế nào điều này liên quan đến điện trở?

Thực tế là các điện trở được sử dụng để hạn chế dòng điện khi cấp nguồn cho bất kỳ thiết bị hoặc phần tử mạch nào hoặc để đặt chế độ hoạt động của các thiết bị bán dẫn. Chúng tôi đã mô tả nó trong một bài viết về bóng bán dẫn lưỡng cực. Từ công thức trên, sẽ thấy rõ rằng dòng điện bị giảm do giảm điện áp. Điện áp quá mức có thể nói là cháy dưới dạng nhiệt trên điện trở, trong khi công suất được coi theo cùng một công thức với tổng công suất:

P = U * tôi

Ở đây U là số vôn "đốt cháy" trên điện trở, và tôi là dòng điện chạy qua nó.

Sự sinh nhiệt trên điện trở được giải thích theo định luật Joule-Lenz, liên quan đến lượng nhiệt giải phóng ra dòng điện và điện trở. Đầu tiên hoặc thứ hai càng lớn, nhiệt sẽ được giải phóng càng nhiều.

Để làm cho nó thuận tiện từ công thức này, bằng cách thay thế luật Ohm cho một phần của chuỗi, có thêm hai công thức.

Để xác định công suất thông qua điện áp đặt vào điện trở:

P = (U ^ 2) / R

Để xác định công suất qua dòng điện chạy qua điện trở:

P = (I ^ 2) / R

Một chút luyện tập

Ví dụ: hãy xác định mức năng lượng được phân bổ cho điện trở 1 ohm được kết nối với nguồn điện áp 12V.

Đầu tiên, hãy tính toán dòng điện trong mạch:

Tôi = 12/1 = 12A

Bây giờ sức mạnh theo công thức cổ điển:

P = 12 * 12 = 144 watt.

Một hành động trong tính toán có thể tránh được nếu bạn sử dụng các công thức trên, hãy kiểm tra điều này:

P = 12 ^ 2/1 = 144/1 = 144 W.

Tất cả đều phù hợp với nhau. Điện trở sẽ tạo ra nhiệt với công suất 144W. Đây là những giá trị có điều kiện được lấy làm ví dụ. Trong thực tế, bạn sẽ không tìm thấy các điện trở như vậy trong các thiết bị điện tử, ngoại trừ các điện trở lớn để điều chỉnh động cơ DC hoặc khởi động các máy đồng bộ mạnh mẽ ở chế độ không đồng bộ.

Các điện trở là gì và chúng được chỉ định như thế nào trên sơ đồ

Một số công suất điện trở là tiêu chuẩn: 0,05 (0,62) - 0,125 - 0,25 - 0,5 - 1 - 2 - 5

Đây là những giá trị tiêu biểu của điện trở chung, cũng có những giá trị lớn hoặc các giá trị khác. Nhưng loạt bài này là phổ biến nhất. Khi lắp ráp thiết bị điện tử, một mạch điện được sử dụng, với số sê-ri của các phần tử. Kháng danh nghĩa được chỉ định ít thường xuyên hơn, và sức đề kháng danh nghĩa và sức mạnh được chỉ định thậm chí ít thường xuyên hơn.

Để nhanh chóng xác định công suất của điện trở trong mạch, các UGO tương ứng (quy ước đồ họa) đã được giới thiệu theo GOST. Sự xuất hiện của các chỉ định như vậy và giải thích của chúng được trình bày trong bảng dưới đây.

Nói chung, những dữ liệu này, cũng như tên của một loại điện trở cụ thể, được chỉ định trong danh sách các phần tử, dung sai cho phép tính theo% cũng được chỉ ra ở đó.

Bề ngoài, chúng khác nhau về kích thước, yếu tố càng mạnh thì kích thước của nó càng lớn. Một kích thước lớn hơn làm tăng diện tích trao đổi nhiệt của điện trở với môi trường. Do đó, nhiệt được giải phóng khi dòng điện đi qua điện trở nhanh chóng được cung cấp cho không khí (nếu môi trường là không khí).

Điều này có nghĩa là điện trở có thể nóng lên với nhiều năng lượng hơn (để giải phóng một lượng nhiệt nhất định trên mỗi đơn vị thời gian). Khi nhiệt độ điện trở đạt đến một mức nhất định, lớp ngoài cùng với vạch dấu bắt đầu cháy, sau đó lớp điện trở (màng, dây hoặc thứ gì khác) bị cháy.

Để đánh giá điện trở có thể nóng lên bao nhiêu, hãy xem cuộn dây đốt nóng của điện trở mạnh đã tháo rời (hơn 5 W) trong vỏ gốm.

Trong các đặc điểm có một tham số như nhiệt độ môi trường cho phép. Nó được chỉ định cho sự lựa chọn chính xác của các yếu tố. Thực tế là vì sức mạnh của điện trở bị hạn chế bởi khả năng truyền nhiệt, đồng thời, không quá nóng, mà là truyền nhiệt, tức làlàm mát phần tử bằng cách đối lưu hoặc lưu lượng không khí cưỡng bức phải càng lớn càng tốt sự chênh lệch nhiệt độ của phần tử và môi trường.

Do đó, nếu phần tử quá nóng xung quanh phần tử, nó sẽ nhanh chóng nóng lên và cháy hết, ngay cả khi năng lượng điện trên nó ở dưới mức tiêu tán tối đa. Nhiệt độ bình thường là 20-25 độ C.

Tiếp tục chủ đề này:

Cách hạ điện áp bằng điện trở

Tính toán và lựa chọn một điện trở cho đèn LED

Tính toán bộ chia điện áp trên các điện trở

Việc sử dụng thêm điện trở

Nếu không có điện trở của công suất yêu cầu thì sao?

Một vấn đề phổ biến với giăm bông là thiếu điện trở của công suất cần thiết. Nếu bạn có nhiều điện trở mạnh hơn bạn cần - không có gì sai với điều đó, bạn có thể đặt nó mà không do dự. Nếu chỉ có anh phù hợp với kích thước. Nếu tất cả các điện trở có sẵn trong điện là ít hơn mức cần thiết, thì đây đã là một vấn đề.

Trên thực tế, việc giải quyết vấn đề này khá đơn giản. Ghi nhớ các định luật nối tiếp và song song của điện trở.

1. Với một loạt các điện trở, tổng điện áp rơi trên toàn bộ mạch bằng tổng số giọt trong mỗi điện trở. Và dòng điện chạy qua mỗi điện trở bằng tổng dòng điện, tức là MỘT dòng điện trong mạch từ các phần tử được kết nối nối tiếp, nhưng điện áp KHÁC BIỆT áp dụng cho từng phần tử được xác định theo định luật Ohm cho phần mạch (xem ở trên) Utotal = U1 + U2 + U3

2. Với một kết nối song song của các điện trở, độ sụt trên tất cả các điện áp là bằng nhau và dòng điện chạy trong mỗi nhánh tỷ lệ nghịch với điện trở của nhánh. Tổng dòng điện của chuỗi điện trở kết nối song song bằng tổng dòng điện của mỗi nhánh.

Hình ảnh này cho thấy tất cả các bên trên, trong một hình thức thuận tiện để ghi nhớ.

Vì vậy, như với một loạt các điện trở, điện áp trên mỗi chúng giảm xuống và với một kết nối song song, dòng điện, thì nếu P = U * I

Công suất được phân bổ cho mỗi người trong số họ sẽ giảm theo.

Do đó, nếu bạn không có điện trở 100 Ohm đến 1 W, bạn hầu như luôn có thể thay thế nó bằng 2 điện trở 50 Ohm và 0,5 W được mắc nối tiếp, hoặc 2 điện trở 200 Ohm và 0,5 W được mắc song song.

Tôi vừa mới viết CẨN THẬN LUÔN LUÔN LUÔN. Thực tế là không phải tất cả các điện trở đều mang dòng sốc như nhau, trong một số mạch, ví dụ, được kết nối với điện tích của các tụ điện lớn, tại thời điểm ban đầu chúng truyền tải một cú sốc lớn, có thể làm hỏng lớp điện trở của nó. Các gói như vậy phải được kiểm tra trong thực tế hoặc bằng các tính toán dài và đọc tài liệu kỹ thuật và thông số kỹ thuật cho điện trở, điều mà hầu như không bao giờ và không ai làm.

Kết luận

Công suất của điện trở không kém quan trọng so với điện trở danh định của nó. Nếu bạn không chú ý đến việc lựa chọn các điện trở bạn cần nguồn điện, thì chúng sẽ bị cháy và rất nóng, điều này rất tệ trong bất kỳ mạch nào.

Khi sửa chữa thiết bị, đặc biệt là Trung Quốc, trong mọi trường hợp, hãy cố gắng đặt các điện trở có công suất thấp hơn, tốt hơn là đặt lề, nếu có cơ hội như vậy để đặt nó lên kích thước.

Để thiết bị hoạt động ổn định và đáng tin cậy của thiết bị điện tử, bạn cần chọn nguồn điện, ít nhất là với biên độ bằng một nửa so với dự kiến, hoặc tốt hơn, gấp 2 lần. Điều này có nghĩa là nếu theo tính toán, 0,9-1 W được phân bổ trên điện trở, thì công suất của điện trở hoặc lắp ráp của chúng không được nhỏ hơn 1,5-2 W.